Lorsque les tempêtes hivernales menacent de rendre les déplacements dangereux, les gens se tournent souvent vers le sel, l'étaler généreusement sur les autoroutes, rues et trottoirs pour faire fondre la neige et la glace. Le sel de voirie est un outil important pour la sécurité, parce que plusieurs milliers de personnes meurent ou sont blessées chaque année en raison d'accidents liés aux conditions météorologiques. Mais une nouvelle étude dirigée par Sujay Kaushal de l'Université du Maryland met en garde contre l'introduction de sel dans l'environnement, que ce soit pour le déglaçage des routes, fertiliser les terres agricoles ou à d'autres fins - libère des cocktails chimiques toxiques qui créent une menace mondiale grave et croissante pour notre approvisionnement en eau douce et la santé humaine.

Des études antérieures de Kaushal et de son équipe ont montré que les sels ajoutés dans l'environnement peuvent interagir avec les sols et les infrastructures pour libérer un cocktail de métaux, solides dissous et particules radioactives. Kaushal et son équipe ont nommé ces effets en cascade des sels introduits Syndrome de salinisation de l'eau douce, et il peut empoisonner l'eau potable et avoir des effets négatifs sur la santé humaine, agriculture, Infrastructure, la faune et la stabilité des écosystèmes.

La nouvelle étude de Kaushal est la première analyse complète des effets complexes et interconnectés causés par le syndrome de salinisation de l'eau douce et de leur impact sur la santé humaine. Ces travaux suggèrent que les réserves mondiales d'eau douce pourraient faire face à de graves menaces au niveau local, aux niveaux régional et mondial si une approche coordonnée de gestion et de réglementation n'est pas appliquée aux sources humaines de sel. L'étude, qui appelle les régulateurs à aborder les sels avec le même niveau de préoccupation que les pluies acides, la perte de biodiversité et d'autres problèmes environnementaux très médiatisés, a été publié le 12 avril 2021, dans la revue Biogéochimie.

"Nous pensions que l'ajout de sels n'était pas vraiment un problème, " dit Kaushal, professeur au département de géologie et au centre interdisciplinaire des sciences du système terrestre de l'UMD. "Nous pensions le mettre sur les routes en hiver et il est emporté, mais nous avons réalisé qu'il restait et s'accumulait. Maintenant, nous examinons à la fois les risques d'exposition aiguë et la santé à long terme, environnemental, et les risques infrastructurels de tous ces cocktails chimiques qui résultent de l'ajout de sels dans l'environnement, et nous disons, « Cela devient l'une des menaces les plus graves pour notre approvisionnement en eau douce ». Et cela se produit dans de nombreux endroits que nous regardons aux États-Unis et dans le monde. »

Lorsque Kaushal et son équipe ont comparé les données et examiné les études des stations de surveillance des eaux douces du monde entier, ils ont constaté une augmentation générale des concentrations de chlorure à l'échelle mondiale. Le chlorure est l'élément commun dans de nombreux types de sels différents comme le chlorure de sodium (sel de table) et le chlorure de calcium (couramment utilisé pour le sel de voirie). Explorer les données des régions ciblées, ils ont également découvert une tendance de 30 ans à l'augmentation de la salinité dans des endroits comme la rivière Passaic dans le nord du New Jersey et un tronçon de plus de 100 milles de la rivière Potomac qui alimente Washington en eau potable, D.C.

La principale source de sel liée à l'homme dans des régions telles que le nord-est des États-Unis est le sel de voirie, mais d'autres sources comprennent les fuites et les rejets d'eaux usées, adoucisseurs d'eau, engrais agricoles et saumures de fracturation enrichies en sels. En outre, les sources indirectes de sels dans l'eau douce comprennent l'altération des routes, ponts et bâtiments, qui contiennent souvent du calcaire, béton ou plâtre, qui libèrent tous du sel au fur et à mesure qu'ils se décomposent. Les engrais à base d'ammonium peuvent également entraîner la libération de sels dans les pelouses urbaines et les champs agricoles. Dans certains environnements côtiers, l'élévation du niveau de la mer peut être une autre source d'intrusion d'eau salée.

L'étude met en évidence un nombre croissant de recherches dans le monde entier qui montrent comment les cocktails chimiques libérés par toutes ces sources de sel nuisent à la fois aux environnements naturels et construits. Par exemple, les changements dans les niveaux de sel peuvent permettre invasive, espèces plus tolérantes au sel pour s'emparer d'un cours d'eau. Les cocktails chimiques libérés par les sels peuvent modifier les microbes du sol et de l'eau, et parce que les microbes sont responsables de la décomposition et de la reconstitution des nutriments dans un écosystème, ce changement peut entraîner encore plus de changements dans la libération de sels, nutriments et métaux lourds dans l'environnement.

Dans l'environnement bâti, les sels peuvent dégrader les routes et les infrastructures. Ils peuvent également corroder les conduites d'eau provoquant la libération de métaux lourds dans les approvisionnements en eau potable comme ils l'ont fait à Flint, Michigan.

« Je suis très surpris par l'ampleur et l'intensité croissantes de ces problèmes comme le soulignent nos études, " a déclaré le co-auteur de l'étude Gene E. Likens, président fondateur émérite du Cary Institute of Ecosystem Studies et éminent professeur de recherche à l'Université du Connecticut. "La salinisation accrue des eaux de surface devient un problème environnemental majeur dans de nombreux endroits du monde."

La variété des sources et les interactions complexes entre le sel et l'environnement sont mal connues, et chaque lac, cours d'eau et aquifère présente un ensemble différent de défis de gestion. L'étude suggère que les stratégies de gestion doivent évaluer les apports en sel de différentes sources au niveau du bassin versant et de l'écosystème et hiérarchiser la réglementation en conséquence, une grande partie de la façon dont les charges en éléments nutritifs dans les bassins hydrographiques sont actuellement gérées.

Les améliorations technologiques ont contribué à réduire le ruissellement des nutriments, mais il n'existe pas encore d'alternatives sûres et efficaces aux sels de voirie. Kaushal espère que la réglementation, les nouvelles technologies et une approche de gestion coordonnée peuvent réduire les menaces potentielles du syndrome de salinisation des eaux douces à grande échelle.

"Finalement, nous avons besoin d'une réglementation aux niveaux supérieurs, et nous manquons toujours de protection adéquate des juridictions locales et de l'approvisionnement en eau, " a déclaré Kaushal. " Nous avons apporté des améliorations spectaculaires aux pluies acides et à la qualité de l'air, et nous essayons de lutter contre le changement climatique de cette façon. Ce dont nous avons besoin ici, c'est d'une bien meilleure compréhension des effets compliqués des sels ajoutés et des réglementations basées sur cela. Cela peut nous permettre d'éviter un avenir vraiment difficile pour l'approvisionnement en eau douce."

Aller de l'avant, l'étude souligne l'importance d'accroître les efforts de surveillance de l'eau et d'utiliser la technologie des capteurs modernes pour capturer des données en continu. Les données des capteurs à haute fréquence permettent aux scientifiques et aux gestionnaires de détecter les pics de salinité et de débit d'eau qui pourraient éventuellement les aider à prédire la composition chimique et l'accumulation de toxines dues au syndrome de salinisation de l'eau douce.

En outre, Kaushal a déclaré que des études sur le terrain et des expériences qui retracent les effets en expansion rapide du sel dans l'environnement sont nécessaires pour améliorer la compréhension scientifique du problème. Il a mené de telles recherches dans les cours d'eau traversant et près du campus de College Park de l'UMD, un environnement urbain à l'intérieur du Washington, Périphérique DC.